劉松杰 李山山

中國石油工程建設有限公司華北分公司

背景

蘭州石化—中川機場航煤管道工程全長66.5 km，設置蘭州石化首站1座，中川機場油庫末站1座，截斷閥室2座，設計年輸量100×104 t。管道設計壓力8 MPa，管徑219.1 mm，直縫高頻電阻焊鋼管，材質L245 M。穿越長度1044.6 m，與河道夾角83°。主要穿越地層為泥質砂巖層。穿越處距離蘭州水源地較近，必須保證穿越管道和周圍環境安全。

工程設計

（1）穿越方式選擇。選擇經濟合理、技術成熟的定向鉆穿越方式，泥質沙層鉆孔成型較好，適宜施工。

（2）管道壁厚。按照GB 50423―2007《油氣輸送管道穿越工程設計規范》水域穿越工程等級與設計洪水劃分，該穿越工程等級為河流大型穿越工程，設計洪水頻率為1%（百年一遇）。經應力計算分析穿越管道采用D219.1 mm×8.8 mm的L245 M直縫高頻電阻焊鋼管即可滿足設計要求，考慮到穿越黃河的重要性，適當增加管道壁厚至10 mm，從根本上保證管道安全。

（3）穿越曲線。定向鉆曲率半徑為1500 D即328.65 m，入土角為14°，出土角為10°。結合穿越位置的地層連續情況，適當增加管道埋深，沖刷線下管頂最小埋深18.6 m，充分保障管道安全，且常規水上活動不會對管道產生擾動。

施工工藝

（1）不良地層的處理。穿越入土點處存在對定向鉆不利的卵石層，采用夯套管隔離方法實現穿越。即將鋼套管沿定向鉆鉆進角度夯進，將卵石層隔離，并用絞龍將套管內的卵石置換出來，管道回拖完成后注入泥漿。這種方式將卵石層與管道隔離開，避免管道回拖時其防腐層受到磨損埋下安全隱患，影響管道使用壽命。

（2）管道預制。按照焊接工藝規程進行管道焊接，所有焊口進行“射線+超聲波”雙百檢測，合格后采用定向鉆專用熱收縮套防腐補口。補口合格后外加玻璃鋼進行防護，防止回拖過程中熱收縮套脫落。最后進行清管、測徑和試壓，合格后管道預制完成。將管道布置在聚乙烯滾輪架上，減少管道回拖時的摩擦力以保護防腐層。

（3）擴孔和回拖。一般要求擴孔孔徑為1.5 D，最小擴孔直徑為328.5 mm。采用“鉆桿+350 mm銑齒擴孔器+鉆桿”擴孔，完成后洗孔一次，保證成孔質量，確保一次回拖成功。

回拖鉆具組合為“擴孔器+萬向節+U環+管道”，回拖過程中控制泥漿泵泵壓，保持孔壁穩定；同時安排專人對管道防腐層進行電火花檢漏，發現漏點及時修補。

啟示

（1）河流大型穿越工程設計，應結合管理部門的要求，穿越位置的地形地貌、地質情況、沖刷深度等因素，確定合理的穿越方式并適當增加管道壁厚，加大管道埋深，從本質上保證管道安全。

（2）采取合適的施工工藝和針對性保護措施，將各種制約因素對管道的影響降到最低，確保管道預制焊接質量和防腐補口質量，保證管道防腐層的完整性，保證管道運行安全和使用壽命。

作者簡介：劉松杰，畢業于中國石油大學（華東）油氣儲運工程專業。從事長輸管道的設計和施工管理工作，參與多條長輸管道工程的建設工作。聯系方式：15076801959，285878872@qq.com。